用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其利用排放氣體的熱加熱冷卻劑，該結(jié)構(gòu)包括外殼和傳熱管。因?yàn)閷⑺隼鋮s劑的流動(dòng)方向布置成與所述排放氣體的流動(dòng)方向相反，所以所述排氣管結(jié)構(gòu)能夠提高熱交換效率。所述冷卻劑能夠平滑地在外殼內(nèi)部流動(dòng)，這是因?yàn)楫?dāng)所述冷卻劑流入所述外殼的下側(cè)并流出所述外殼的上側(cè)的同時(shí)，隨著所述冷卻劑被加熱，其密度降低。另外，傳熱管的一表面與排放氣體接觸，另一側(cè)可以與所述冷卻劑接觸，所述傳熱管具有在進(jìn)行熱交換的傳熱管表面上形成的褶皺部分，并由此在不增加所述外殼尺寸的情況下，能夠增加熱交換面積并能夠更快速地加熱所述冷卻劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年8月22日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2012-0091909號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此用于通過(guò)該引用的所有目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)增加排放氣體的排氣熱和冷的冷卻劑的熱之間進(jìn)行熱交換的面積并將冷卻劑的流動(dòng)方向布置成與排放氣體的流動(dòng)方向相反來(lái)更加快速地提高冷卻劑的溫度。
【背景技術(shù)】
[0004]為了讓在冬天暴露于寒冷空氣溫度的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)正常操作并提高燃料的燃燒效率，在駕駛前或駕駛的初期階段中需要預(yù)熱。
[0005]排氣熱回收裝置是一種在冬季駕駛的初期階段中利用廢排氣熱將冷的冷卻劑快速加熱的裝置。研發(fā)排氣熱回收裝置是為了通過(guò)縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間而減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦損失以提高燃料效率。
[0006]相關(guān)技術(shù)中的排氣熱回收裝置顯示在圖1中。參考圖1，具有擴(kuò)大的直徑的桶形外殼2安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排放氣體流經(jīng)的排氣管I的預(yù)定位置處。
[0007]另外，(在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)和散熱器內(nèi)流通的)冷卻劑流入和流出經(jīng)過(guò)的入口和出口分別在外殼2中形成，傳熱板3布置在外殼2的內(nèi)部以形成冷卻劑流經(jīng)的溝槽。另外，旁通閥4連接到位于外殼2內(nèi)部的排氣管以(基于電信號(hào))打開(kāi)和關(guān)閉排氣管1，以及在外殼2的內(nèi)部的排氣管的表面中形成孔4a。因此，當(dāng)旁通閥4關(guān)閉時(shí)，形成路徑(如箭頭所示)，使得排放氣體能夠從外殼2的內(nèi)部流入設(shè)置傳熱板3的空間。
[0008]因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度時(shí)，旁通閥4打開(kāi)，使得大量的排放氣體在不與傳熱板3接觸的情況下(向出口)流動(dòng)。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫時(shí)，旁通閥4關(guān)閉，使得冷卻劑在外殼2內(nèi)部流通并被加熱。
[0009]然而，相關(guān)技術(shù)中，因?yàn)閭鳠岚?是簡(jiǎn)單的管形，所以進(jìn)行熱交換的面積是有限的，并且由于排放氣體的流動(dòng)路徑復(fù)雜而弓I起流動(dòng)阻力。
[0010]公開(kāi)于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的各個(gè)方面提供一種用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其具有這樣的優(yōu)點(diǎn):在不增加外殼尺寸的情況下，通過(guò)增加進(jìn)行熱交換的面積及引起渦流而使排放氣體更有效地流動(dòng)，并通過(guò)將冷卻劑的流動(dòng)方向設(shè)置成與排放氣體的流動(dòng)方向相反，更快速地加熱冷卻劑。[0012]本發(fā)明的各個(gè)方面提供一種用于回收排氣熱的排氣管的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用排放氣體的熱加熱冷卻劑，該結(jié)構(gòu)包括:外殼和傳熱管，外殼連接到排氣管，使得排放氣體從前側(cè)流動(dòng)到后側(cè)，該外殼包括冷卻劑流入經(jīng)過(guò)的第一接頭和冷卻劑流出經(jīng)過(guò)的第二接頭；多個(gè)傳熱管安裝在所述外殼的內(nèi)部，其具有不同的直徑并且彼此連通，當(dāng)所述第一接頭和所述第二接頭在外殼內(nèi)部打開(kāi)，從而使所述冷卻劑流經(jīng)的冷卻劑路徑形成為多個(gè)層，其中在相鄰的冷卻劑路徑之間形成排放氣體流經(jīng)的排放氣體路徑以形成為層，第一接頭設(shè)置在第二接頭的后側(cè)。第一接頭形成在外殼的下端處，第二接頭形成在外殼的上端處。
[0013]另外，傳熱管可以具有從傳熱管的表面突出的褶皺部分。褶皺部分可以通過(guò)連續(xù)地彎曲傳熱管形成，從而在傳熱管內(nèi)圓周表面和外圓周表面上重復(fù)地形成凹部和凸部。
[0014]旁通閥可以聯(lián)接在傳熱管中，設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置的傳熱管處，并打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置處的傳熱管。
[0015]在褶皺部分上形成的凹部和凸部，可以包括:第一褶皺部分和第二褶皺部分，第一褶皺部分形成以具有這樣的形狀:在排氣管的縱向方向上的一側(cè)偏置向前側(cè)，另一側(cè)偏置向排放氣體的后側(cè)；第二褶皺部分連接到第一褶皺部分并形成具有在第一褶皺部分的偏置方向相反的方向上偏置的形狀，使得第一褶皺部分的形狀和第二褶皺部分的形狀相對(duì)于排氣管的縱軸相互對(duì)稱(chēng)。褶皺部分可以具有人字形圖案。
[0016]同時(shí)，傳熱管可以形成第一褶皺部分和第二褶皺部分沿著圓周重復(fù)地相互連接的形狀。可以安裝分別布置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩個(gè)相鄰的傳熱管，使得設(shè)置在內(nèi)側(cè)處的傳熱管的第一褶皺部分面向設(shè)置在外側(cè)處的傳熱管的第二褶皺部分。
[0017]因?yàn)閷⒗鋮s劑的流動(dòng)方向布置成與排放氣體的流動(dòng)方向相反，所以本發(fā)明的排氣管結(jié)構(gòu)能夠提高熱交換效率。冷卻劑能夠平滑地在外殼內(nèi)部流動(dòng)，這是因?yàn)楫?dāng)冷卻劑流入外殼的下側(cè)并流出外殼的上側(cè)時(shí)，隨著冷卻劑被加熱，其密度降低。
[0018]另外，傳熱管的一表面可以與排放氣體接觸，另一面可以與冷卻劑接觸，傳熱管具有在可以進(jìn)行熱交換的傳熱管表面上形成的褶皺部分，由此在不增加外殼尺寸的情況下，能夠增加熱交換面積并能夠更快速地加熱冷卻劑。
[0019]當(dāng)排放氣體流動(dòng)時(shí)可以產(chǎn)生渦流，這是因?yàn)轳薨櫜糠职ㄏ嗷?duì)稱(chēng)以形成人字形圖案的第一褶皺部分和第二褶皺部分，并由此防止(由于排放氣體的流動(dòng)阻力)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損害。
[0020]本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理的【具體實(shí)施方式】中顯現(xiàn)或更詳細(xì)地闡明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是顯示相關(guān)技術(shù)中用于回收排氣熱的排氣管的簡(jiǎn)化形狀的截面圖。
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明顯示的示例性的用于回收排氣熱的排氣管的沿縱向方向切割的立體圖。
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明顯示的示例性的用于回收排氣熱的排氣管的截面的截面圖。
[0024]圖4是顯示相關(guān)技術(shù)中簡(jiǎn)化的傳熱管的截面長(zhǎng)度和本發(fā)明的示例性的簡(jiǎn)化的傳熱管的截面長(zhǎng)度的視圖；其中上圖是相關(guān)技術(shù)中傳熱管的截面長(zhǎng)度，下圖是本發(fā)明的傳熱管的截面長(zhǎng)度，本發(fā)明的傳熱管的截面長(zhǎng)度相對(duì)于相關(guān)技術(shù)中傳熱管的截面長(zhǎng)度增加了40.1%(10λ/2Χ￡ = 14.14￡)ο
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明顯示的示例性的用于回收排氣熱的排氣管的沿縱向方向切割的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在將詳細(xì)地提及本發(fā)明的各種實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)例示意在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說(shuō)明書(shū)并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。
[0027]參考圖2和圖3，本發(fā)明的排氣管(1: la、lb)具有一種利用排放氣體的熱加熱冷卻劑的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中安裝有外殼10和多個(gè)傳熱管20。
[0028]外殼10是具有比排氣管I更擴(kuò)大直徑的桶形或管形。另外，外殼10連接到排氣管的預(yù)定位置，或與消聲器或諸如此類(lèi)整體地和/或一體地形成，使得排放氣體在前后方向(縱向方向)上流動(dòng)。
[0029]外殼10包括冷卻劑入口的第一接頭Ila和冷卻劑出口的第二接頭11b，使得(在發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器中流通的)冷卻劑流入或流出。在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，第一接頭Ila設(shè)置在第二接頭Ilb的后側(cè)。第一接頭Ila在外殼10的下端處形成，第二接頭Ilb在外殼10的上端處形成(考 慮到加熱過(guò)的冷卻劑的密度減小)。
[0030]另外，多個(gè)直徑不同的傳熱管20安裝在外殼10的內(nèi)部，以便在冷卻劑入口的第一接頭Ila和冷卻劑出口的第二接頭Ilb之間形成溝槽(路徑)，所述兩接頭在外殼10的內(nèi)部是打開(kāi)的。因此，在傳熱管20之間形成冷卻劑流經(jīng)的冷卻劑路徑(在外殼內(nèi)部呈放射狀)，以形成多個(gè)不同直徑的層。
[0031]例如，冷卻劑路徑可以在傳熱管20之間這樣形成:傳熱管20的一端和另一端接合或密封(通過(guò)焊接或諸如此類(lèi))向內(nèi)相鄰的傳熱管20的端部或向外相鄰的傳熱管20的端部以依次相互交叉，另外形成連接傳熱管20的路徑使得冷卻劑(在豎直方向)流動(dòng)，如圖2所
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[0032]因此，在外殼10的內(nèi)部形成冷卻劑路徑以形成層(沿圓周逐漸擴(kuò)大)。此處，在相鄰的冷卻劑路徑之間形成排放氣體流經(jīng)的排放氣體路徑以形成層。亦即，如圖3中箭頭所示，排放氣體在冷卻劑上方和下方流動(dòng)，且冷卻劑在排放氣體的上方或下方流動(dòng)。
[0033]同時(shí)，本發(fā)明的傳熱管20具有從傳熱管20的表面突出的褶皺部分21。如圖所示，褶皺部分21由傳熱管20連續(xù)地彎曲形成，(以形成如圖4所示的截面形狀)，從而在傳熱管20的內(nèi)圓周表面和外圓周表面重復(fù)地形成凹部和凸部(例如，重復(fù)形成凹部和凸部的形狀，如銀齒、正弦波等)。
[0034]另外，本發(fā)明的各種實(shí)施方案的褶皺部分21包括第一褶皺部分21a和第二褶皺部分21b(以形成人字形)。亦即，在褶皺部分21上形成的凹部和凸部包括:第一褶皺部分21a形成為具有這樣的形狀:排氣管I在前后方向(縱向方向)上的一側(cè)偏置向排放氣體的入口Ia (即，向前側(cè))，且另一側(cè)偏置向排放氣體的出口 Ib (即，向后側(cè));第二褶皺部分21b連接到第一褶皺部分21a并形成在第一褶皺位置21a的偏置方向相反的方向上偏置的形狀，使得第一褶皺部分21a的形狀和第二褶皺部分21b的形狀相對(duì)于排氣管I的縱軸相互對(duì)稱(chēng)。
[0035]如圖4所示，褶皺部分21具有人字形圖案，(相比相關(guān)技術(shù)中的結(jié)構(gòu))不僅能通過(guò)增加截面長(zhǎng)度來(lái)增加熱交換面積，還能通過(guò)引起流動(dòng)的排放氣體和冷卻劑的渦流來(lái)提高流動(dòng)速度。
[0036]同時(shí)，為了更有效地引起渦流，在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，相鄰的傳熱管20的不同形狀的部分在豎直方向上相鄰的傳熱管20相互面對(duì)的部分處相互面對(duì)。
[0037]亦即，本發(fā)明的傳熱管20形成為第一褶皺部分21a和第二褶皺部分21b沿著圓周重復(fù)地相互連接的形狀。此處，安裝分別布置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩個(gè)相鄰的傳熱管20，使得設(shè)置在內(nèi)側(cè)處的傳熱管的第一褶皺部分21a面向設(shè)置在外側(cè)處的傳熱管20的第二褶皺部分21b。
[0038]同時(shí)，在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，另外提供有旁通閥30，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在常規(guī)溫度時(shí)，排放氣體可以快速流動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫時(shí)，在排放氣體和冷卻劑之間進(jìn)行的熱交換可以更有效。
[0039]亦即，如圖2和圖3所示，旁通閥30安裝在傳熱管20中設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置的傳熱管處，并構(gòu)造成(基于電信號(hào))打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置處的傳熱管。
[0040]另外，為了防止在外殼10中流動(dòng)阻力或排放氣體的流動(dòng)速度突然改變，設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置的傳熱管的內(nèi)圓周表面可以形成為沒(méi)有褶皺部分21的光滑表面，如圖5所示。
[0041]另外，通過(guò)將內(nèi)表面形成如上所述的光滑表面，設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置的傳熱管用作絕熱層，從而當(dāng)旁通閥30打開(kāi)時(shí)，冷卻劑加熱到預(yù)定溫度而不再額外加熱。
[0042]為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語(yǔ)上或下，前或后等被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來(lái)描述示例性實(shí)施方案的特征。
[0043]前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說(shuō)明和描述的目的。它們并不會(huì)毫無(wú)遺漏，也不會(huì)將本發(fā)明限制為所公開(kāi)的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其它們的實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同的選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書(shū)及其等同方案加以限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其利用排放氣體的熱加熱冷卻劑，該結(jié)構(gòu)包括: 外殼，其連接到所述排氣管，使得所述排放氣體從前側(cè)流動(dòng)到后側(cè)，并包括所述冷卻劑流入經(jīng)過(guò)的第一接頭和所述冷卻劑流出經(jīng)過(guò)的第二接頭；以及 傳熱管，其安裝在所述外殼的內(nèi)部，當(dāng)所述第一接頭和所述第二接頭在外殼內(nèi)部打開(kāi)，同時(shí)聯(lián)接不同直徑的多個(gè)傳熱管，從而使所述冷卻劑流經(jīng)的冷卻劑路徑形成為多個(gè)層； 其中在相鄰的所述冷卻劑路徑之間形成所述排放氣體流經(jīng)的排放氣體路徑以形成為層，且所述第一接頭設(shè)置在所述第二接頭的后側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中所述第一接頭在所述外殼的下端形成，所述第二接頭在所述外殼的上端形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中所述傳熱管具有從所述傳熱管的表面突出的褶皺部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中所述傳熱管具有從所述傳熱管的表面突出的褶皺部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中所述褶皺部分通過(guò)連續(xù)地彎曲傳熱管形成，使得在所述傳熱管的內(nèi)圓周表面和外圓周表面上重復(fù)地形成凹部和凸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中旁通閥連接在所述傳熱管中位于最內(nèi)側(cè)位置的所述傳熱管處，并打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)置在最內(nèi)側(cè)位置處的所述傳熱管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于回收排氣熱的排氣管結(jié)構(gòu)，其中在所述褶皺部分上形成的所述凹部和所述凸部包括: 第一褶皺部分，其形成為具有這樣的形狀:在所述排氣管的縱向方向上的一側(cè)偏置向前側(cè)，其另一側(cè)偏置向所述排放氣體的后側(cè)；以及 第二褶皺部分，其連接到所述第一褶皺部分并形成具有在所述第一褶皺部分的偏置方向相反的方向上偏置的形狀，使得所述第一褶皺部分的形狀和所述第二褶皺部分的形狀相對(duì)于所述排氣管的縱軸相互對(duì)稱(chēng)。
【文檔編號(hào)】F01N13/08GK103628959SQ201210562649
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日
【發(fā)明者】樸基喆 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社